磁性トポロジカル絶縁体超格子における新奇電気磁気応答の創成

在磁拓扑绝缘体超晶格中创建新颖的电磁响应

• 批准号: 17J03179
• 负责人: 茂木 将孝
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J03179/
• 关键词: トポロジカル絶縁体; 量子異常ホール効果; パリティ異常; ファラデー効果; 分子線エピタキシー; ヘテロ接合; 時間領域テラヘルツ分光; 量子輸送現象; 磁性; 分子線エピタキシ―; 磁気抵抗効果

分子線エピタキシー法を用いて非磁性トポロジカル絶縁体と磁性トポロジカル絶縁体や強磁性絶縁体とのヘテロ構造を作製し、磁気輸送や磁気光学現象の開拓を行った。それにより、主に次の二つの成果が得られた。(1)半磁性トポロジカル絶縁体におけるパリティ異常の実証グラフェンなどの二次元物質とは異なり、トポロジカル絶縁体の表面状態は単一のディラック電子状態で理解される。単一のディラック電子が質量をもつと、時間反転対称性とともにパリティ対称性が破れるというパリティ異常を生じることが知られている。このパリティ異常の帰結の一つに、半整数量子ホール効果がある。今回、トポロジカル絶縁体上面の表面状態のみに、磁性による質量誘起を行った半磁性トポロジカル絶縁体（非磁性トポロジカル絶縁体/磁性トポロジカル絶縁体の二層構造）作製した。テラヘルツ分光、輸送測定によって単一の質量をもったディラック電子状態のホール伝導度を測定することで、ゼロ磁場に半整数に量子化されたファラデー効果やホール効果を観測した。この半整数量子化は温度やフェルミ準位、試料サイズに対してロバストであることが分かった。この結果はパリティ異常を凝縮系において実現した初めての例となる。(2)強磁性絶縁体/トポロジカル絶縁体積層構造における電流誘起磁化反転層状強磁性絶縁体Cr2Ge2Te6をトポロジカル絶縁体と接合させることによって、トポロジカル表面状態への磁気近接効果による巨大な異常ホール効果が得られている。今回、トポロジカル表面状態の持つスピン偏極性を利用した電流誘起による表面磁性のスイッチングを行った。このとき、Cr2Ge2Te6の磁化反転を生じるとともに、表面状態の磁化方向が変化することで、表面状態の持つ磁性に伴うトポロジーを変化させることができる。今後この特性を用いた非散逸流の低消費スイッチング素子への展開が期待される。

The molecular line optical transmission method uses a non-magnetic system, a magnetic body, a strong magnetic body, a strong magnetic body, a magnetic optical system, a magnetic optical system, and a magnetic circuit. I won a lot of money, and I won a lot of results from the primary and secondary results. (1) the semimagnetic equipment is sensitive to the surface shape of the two-dimensional object, and the surface state of the body is very important. In the first half of the year, there is a problem with the balance of electrical equipment, such as the amount of electricity, the quantity of electricity, the balance of electricity, the balance of electricity, the quantity of electricity, the balance of electricity This is the first time that a half-integer quantum is used to make a difference. This time, the surface shape of the body, the magnetic body, the semi-magnetic body (the non-magnetic body

项目成果

Topological quantum phase transition in magnetic topological insulator upon magnetization rotation

• DOI: 10.1103/physrevb.98.140404
• 发表时间: 2018-10-22
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kawamura, Minoru;Mogi, Masataka;Tokura, Yoshinori
• 通讯作者: Tokura, Yoshinori

強磁性絶縁体/トポロジカル絶縁体ヘテロ構造における異常ホール効果

铁磁绝缘体/拓扑绝缘体异质结构中的反常霍尔效应

• 发表时间: 2018
• 作者: 茂木将孝;塚﨑敦;中島多朗;Victor Ukleev;吉見龍太郎;高橋圭;花島隆泰;加倉井和久;有馬孝尚;川﨑雅司;十倉好紀
• 通讯作者: 十倉好紀

Magnetic heterostructures of topological insulators for gigantic magnetoresistance and axion insulator

巨磁阻拓扑绝缘体的磁性异质结构和轴子绝缘体

• 发表时间: 2018
• 作者: M. Mogi;M. Kawamura;A. Tsukazaki;R. Yoshimi;K. S. Takahashi;M. Kawasaki;Y. Tokura
• 通讯作者: Y. Tokura

Quantum anomalous Hall effect driven by magnetic proximity coupling in all-telluride based heterostructure

• DOI: 10.1063/1.5111891
• 发表时间: 2019-08
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: R. Watanabe;R. Yoshimi;M. Kawamura;M. Mogi;A. Tsukazaki;Xiuzhen Yu;K. Nakajima;Kei S. Takahashi;M. Kawasaki;Y. Tokura

Half-integer quantization of Hall conductance in semi-magnetic topological insulator

半磁拓扑绝缘体霍尔电导的半整数量子化

• 发表时间: 2019
• 作者: K. Yasuda;M. Mogi;R. Yoshimi;A. Tsukazaki;K. S. Takahashi;M. Kawasaki;F. Kagawa and Y. Tokura;Masataka Mogi
• 通讯作者: Masataka Mogi